中国科学院光伏与节能材料重点实验室前身为中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室。2008年12月院基础局正式批复成立中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室。以中国科学院等离子体物理研究所太阳能材料与工程研究室为主体，结合了中国科学院安徽光机所和固体物理所等相关优势资源。实验室以薄膜太阳电池研究为出发点，旨在结合国家中长期能源发展战略，瞄准国际太阳电池发展的前沿课题，解决新型薄膜太阳电池大面积材料制备和器件制作中的关键科学和技术问题，使其真正实现产业化。2016年在原中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室的基础上，把高效热管理材料和极端条件下材料物理研究的前沿纳入、充实到实验室的研究内容中，拓展原有的学科领域。2016年11月召开学术委员会，提出更名。2017年6月实验室参加了中国科学院基础局组织的五年一度的评估，评估结果为B类。2017年重点实验室正式更名为中国科学院光伏与节能材料重点实验室，并确立了以材料物理及化学学科为基础，紧扣国家对能源，环境等领域新材料的重大需求，开展新型薄膜光伏材料、高效热管理材料以及极端环境下材料物理的基础和应用基础研究。同时，在能源材料及其应用技术等方向进行拓展，力争突破从基础研究到产业化各环节的关键科学和技术问题，形成具有鲜明特色的学术平台和研究基地。

中国科学院光伏与节能材料重点实验室确立了以材料物理及化学学科为基础，紧扣国家对能源， 环境等领域新材料的重大需求，开展新型薄膜光伏材料、高效热管理材料以及极端环境下材料物理的基础和应用基础研究。 同时， 在能源材料及其应用技术等方向进行拓展， 力争突破从基础研究到产业化各环节的关键科学和技术问题， 形成具有鲜明特色的学术平台和研究基地。 主要研究方向包括新型薄膜光伏材料、 高效热管理材料和极端环境下材料物理。三个研究方向的设立相对独立，又互相关联。 方向一主要研究内容为开发新型清洁能源的利用方法。 方向二主要研究内容为探索节约能源的新途径。 从“开源” 和 “节流”两个方面探索能源的高效利用方式， 力图为我国能源清洁高效利用做出贡献。 方向三则更关注与能源材料的基础物性研究，探索材料和性能的内在关联， 为上述两个方向的研究提供基础理论支持。三个方向学科交叉，优势互补，相互促进，协同发展，形成理论——材料——器件的全链条研究模式。